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[科普中国]-入渗容量

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入渗容量是指在某种情况下,降水渗入土壤时的最大入渗率。记为fp,而入渗率是指水分自地表渗入土壤中的强度,以每小时若干毫米表示。记为f0。

计算方法入渗容量为最大的入渗率,其估算的方法有两种:①小流域的入渗容量估计;②大流域的入渗容量估计。

小流域的入渗容量由于入渗现象在由霣量导出直接径流的过程中占有很重要的成分,所以必须将流域的入渗量先求出。因为往往计算直接径流,只需知道超出雨量即可,而超出雨量的求得必须是知道流域的入渗量。一般都根据局部的试验秸果,作一个大概的入渗量的假定。由这种方式得出的径流量必定不合理想,准确性不大。故一些水文学者乐于利用历线分析的方法得出入渗容量。历线分析是将降雨开始后至降雨停止期间径流发生及停止的历程绘制历线加以分析,以求出入渗容量。

由该历线分析得知总入渗量应为总雨量减去历线下部的流量。将总入渗量被入渗现象的全部时间除即为平均入渗率。而入渗容量是最大的入渗率,故必须是全部流域都有入渗现象。因此全面入渗开始起于径流开始之时,至径流至洪峰量时为止。何登假定该段时间为径流发生过程中全部时间的三分之一。故最大入渗率(入渗容量)由总入渗量被全面入渗时间除,即得之。

大流域的入渗容量由于大面积流域上径流时间较长,不同时间发生的径流,上下游相重合,不易由历线分析得出单位时间的入渗量,故需要采取另外的方法来估算。

何登提出下列方法,但有几点基本假定必须注意:

①流域内至少有一自记雨量计的记录;

②流域内及其四周的降雨情形应相似;

③入渗容量估算时不考虑该次降雨前的小雨;

④入渗容量应合降雨量减去地面径流量的假定。

计算步骤如下:

①列表写出自记雨量计每小时的雨量。如下表中第一及第二项。

②算出每小时雨量与总雨量的比率,如第三项。

③假想雨量为4寸,其每小时雨量分配如第四项。

④算出假定0.1寸/时、0.2寸/时、0.3寸/时、0.4寸/时和0.5寸/时等入渗量超出雨量。如第五、第六、第七、第八和第九项。

⑤如上表的求法,继续求出假象雨量为2寸、3寸、5寸和6寸的超出雨量。作成下图。

⑥再由流域中其他雨量站A、B、C、D、F、G六站得出各站总雨量,由上图找出各种入渗率的超出雨量,列下表。

⑦由上表中的平均超出雨量和入渗容量可绘一图,如下图。以后任何超出雨量的入渗容量皆可由此图找出。1

决定因素决定入渗容量的因子甚多,如土壤形式、含水量、有机物质、植物覆盖状况及季节变化等等,影响入渗的土壤性质中,非毛管孔隙率或许是最重要之因素。

孔隙率决定蓄水容量,也对水流发生阻力,故入渗有随孔隙率增大而增大之趋势。有机物质增加亦使入渗容量增大,其主要原因是在孔隙率方面发生相对之变化所致。

最初含水量依土壤质的不同而有不同的反应。植物对入渗容量的影响甚难决定,因其亦影响截留量。

但若与裸土比较,植物覆盖能增大入渗速度,原因是:

①植物阻碍地面水流,使水量有额外时间进入土壤;

②根系使土壤更易渗透;

③簇叶防护雨滴打击土壤并减少雨水集中表土。

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院